石墨相氮化碳基光催化剂的设计合成及其光解水产氢性能的研究

发布时间：2024-07-08 21:26

　　利用可见光进行光催化分解水产生高效清洁的氢气是解决能源危机的重要途径之一。寻找廉价、高效、稳定的半导体光催化剂是实现这一目标的关键。石墨相氮化碳(g-C₃N₄)以其合适的带隙宽度和能带位置成为最有前景的光催化完全分解水催化剂之一。然而,光生电子空穴对分离效率低、复合速率快等问题限制了 g-C₃N₄的实际应用。因此,设计和改性g-C₃N₄基光催化剂被认为是能源和环境化学领域重要的研究课题。本论文,设计并合成了三种g-C₃N₄基光催化剂以实现光催化完全分解水,包括氧化镍/石墨相氮化碳复合体系(NiO/g-C₃N₄)、氧化铜/石墨相氮化碳复合体系(CuO/g-C₃N₄)以及活性小球藻和碳微粒共修饰的石墨相氮化碳复合体系(C-N-g-C₃N₄)。我们对三种光催化剂进行了表征,检测了其催化活性...

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【学位级别】：硕士

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第一章 绪论
    1.1 催化反应与光催化反应概述
    1.2 光催化完全分解水反应概述
    1.3 石墨相氮化碳复合材料概述
    1.4 石墨相氮化碳复合材料在光催化分解水领域的应用
    1.5 本课题的立题依据、意义及研究内容
    参考文献
第二章 氧化镍/石墨相氮化碳复合材料用于光催化完全分解水制氢的研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂
        2.2.2 表征
        2.2.3 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的合成
        2.2.4 氧化镍(NiO)的合成
        2.2.5 NiO/g-C₃N₄纳米复合材料的合成
        2.2.6 光催化活性评价
        2.2.7 电子转移数的测定
    2.3 结果与讨论
    2.4 结论
    参考文献
第三章 氧化铜/石墨相氮化碳复合材料作为Z-scheme光催化剂用于光催化完全分解水制氢的研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂
        3.2.2 表征
        3.2.3 石墨相氮化物(g-C₃N₄)的合成
        3.2.4 氧化铜纳米颗粒(CuO)的合成
        3.2.5 CuO纳米颗粒改性的g-C₃N₄ (g-C₃N₄/CuO)的合成
        3.2.6 光催化活性评价
        3.2.7 电子转移数的测定
    3.3 结果与讨论
    3.4 结论
    参考文献
第四章 活性小球藻和碳微粒共修饰的石墨相氮化碳复合材料用于光催化产生过氧化氢和氢气的研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 试剂
        4.2.2 表征
        4.2.3 石墨相氮化碳(g-C₃N₄)的合成
        4.2.4 针状焦修饰石墨相氮化碳(N-g-C₃N₄)的合成
        4.2.5 活性小球藻和针状焦共修饰石墨相氮化碳(C-N-g-C₃N₄)的合成
        4.2.6 活性小球藻修饰石墨相氮化碳(C-g-C₃N₄)和活性小球藻修饰石墨烯(C-graphene)的合成
        4.2.7 氢气检测
        4.2.8 过氧化氢检测
        4.2.9 钙黄绿素-AM/碘化丙啶(PI)双染过程
        4.2.10 表观量子效率(AQE)计算
        4.2.11 电子转移数的测定
        4.2.12 电子自旋共振(ESR)测量
    4.3 结果与讨论
    4.4 结论
    参考文献
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：4003901